Como tornar o vidro óptico de maior qualidade por meio do sistema de revestimento por spray ultrassônico

Sistema de revestimento por pulverização ultrassônica é uma técnica para formar filmes finos com funções ou propriedades específicas na superfície do vidro óptico.Ele utiliza ondas ultrassônicas para atomizar o líquido em gotículas finas e pulverizá-las uniformemente na superfície do vidro óptico.

Este artigo apresenta os princípios e processos do sistema de revestimento por pulverização ultrassônica, analisa vários fatores que afetam sua qualidade e eficiência, discute métodos para otimizar seus parâmetros e o compara com outras tecnologias de revestimento comumente usadas.

Os princípios do sistema de revestimento por pulverização ultrassônica incluem principalmente os seguintes aspectos:

Transdutor ultrassônico: É o componente principal do sistema de revestimento por spray ultrassônico, responsável por converter energia elétrica de alta frequência em vibração mecânica para gerar ondas ultrassônicas.Normalmente é feito de materiais cerâmicos piezoelétricos e a frequência de operação é geralmente acima de 40kHz.

Bocal: É o componente atomizador do sistema de revestimento por pulverização ultrassônico, responsável por entregar o líquido à extremidade frontal do transdutor e conectar-se firmemente ao transdutor para formar uma cavidade ressonante, permitindo que o líquido seja atomizado sob vibração de alta frequência.Geralmente é feito de materiais de liga de titânio, que apresentam boas características acústicas.

Tubo de distribuição de líquido: É o componente de fornecimento de líquido do sistema de revestimento por pulverização ultrassônica, responsável por entregar o líquido da fonte externa ao bico.Normalmente é feito de aço inoxidável ou materiais plásticos, com boa resistência à corrosão.

Cobertura de ar: É o componente modelador de ar do sistema de revestimento por pulverização ultrassônica, responsável por fornecer ar da fonte externa até as proximidades do bico.Forma um canal de fluxo de ar com o bico, misturando o ar com gotículas de líquido atomizado e moldando e guiando as gotículas.Geralmente é feito de aço inoxidável ou materiais plásticos com boa resistência à corrosão.

O processo do sistema de revestimento por pulverização ultrassônica inclui as seguintes etapas:

Seleção de líquidos: Escolha materiais líquidos apropriados, como solventes, polímeros, nanopartículas, etc., com base na função ou propriedades desejadas do filme.

Pré-tratamento: Limpe, seque e ative o vidro óptico para melhorar a adesão e uniformidade do filme.

Configurações de parâmetros de pulverização: Defina parâmetros de pulverização adequados, como frequência ultrassônica, potência, amplitude, fase, pressão, temperatura, vazão, distância, ângulo, etc., de acordo com a espessura desejada do filme, rugosidade, uniformidade e outros indicadores.

Controle do processo de pulverização: monitore e ajuste o processo de pulverização em tempo real para garantir a qualidade e a eficiência do revestimento.

Pós-tratamento: Secar, curar, recozer ou realizar outros processos de pós-tratamento no vidro óptico pulverizado para melhorar a estabilidade e durabilidade do filme.

Comparação com outras tecnologias de revestimento:

A tecnologia de revestimento ultrassônico refere-se ao processo de formação de uma ou múltiplas camadas de filmes finos com funções ou propriedades específicas na superfície do vidro óptico.A tecnologia de revestimento ultrassônico pode modificar as propriedades ópticas do vidro, como refletividade, transmitância, dispersão, índice de refração, etc., para atender a vários requisitos de aplicação.As tecnologias comuns de revestimento de vidro óptico incluem:

Deposição física de vapor (PVD): PVD é uma técnica que converte materiais sólidos em estado gasoso ou plasma e os deposita na superfície do vidro óptico usando métodos físicos.O PVD pode produzir filmes de alta qualidade, alta densidade e alta pureza, mas requer alta temperatura, alto vácuo e equipamentos complexos.Os métodos comuns de PVD incluem evaporação a vácuo e pulverização catódica.

Deposição química de vapor (CVD): CVD é uma técnica que converte materiais gasosos ou líquidos em estado sólido por meio de reações químicas e os deposita na superfície do vidro óptico.O CVD pode produzir filmes uniformes, contínuos e sem poros, mas também requer alta temperatura, alta pressão e gases tóxicos.Os métodos comuns de DCV incluem DCV térmica e DCV intensificada por plasma.

Método sol-gel (SG): O método sol-gel envolve o uso de um sol (uma solução colóide contendo íons ou moléculas metálicas ou não metálicas) e um gel (uma estrutura de rede tridimensional de sol solidificado) para preparar filmes.O método sol-gel pode produzir filmes de baixa temperatura, baixo custo e multicomponentes, mas requer múltiplas etapas, parâmetros e longos tempos de processamento.Os métodos sol-gel comuns incluem revestimento por imersão, revestimento giratório e revestimento por pulverização.

Revestimento giratório (SC): O revestimento giratório é uma técnica que aplica uniformemente líquido na superfície do vidro óptico usando força rotacional.O revestimento giratório pode produzir filmes simples, rápidos e baratos, mas requer controle preciso da velocidade de rotação, tempo e temperatura.Os métodos comuns de revestimento por centrifugação incluem revestimento por centrifugação com solvente e revestimento por centrifugação de polímero.

Em comparação com outras tecnologias de revestimento, o sistema de revestimento por pulverização ultrassônica tem as seguintes vantagens e desvantagens:

Vantagens:

Alta qualidade de filme: O sistema de revestimento por spray ultrassônico pode produzir filmes uniformes, densos, sem rachaduras e sem bolhas, com excelentes propriedades ópticas e durabilidade.

Simplicidade: O sistema de revestimento por pulverização ultrassônica não requer condições especiais, como alta temperatura, alto vácuo ou alta pressão.Também não necessita de equipamentos e operações complexas, necessitando apenas de gerador ultrassônico e bocal.

Econômico: O sistema de revestimento por pulverização ultrassônica possui baixo consumo de matéria-prima e energia.Não requer o uso de gases ou solventes tóxicos ou caros, resultando em economia de custos.

Ecologicamente correto: O sistema de pintura por pulverização ultrassônica não gera gases nocivos ou resíduos líquidos, nem cria ruído ou interferência eletromagnética, tornando-o seguro para o meio ambiente e para a saúde humana.

Desvantagens:

O sistema de revestimento por pulverização ultrassônica tem várias desvantagens principais:

Espessura limitada do filme: A espessura do filme alcançável com o sistema de revestimento por pulverização ultrassônica é geralmente entre algumas centenas de nanômetros e alguns micrômetros, dificultando a formação de filmes mais espessos.Portanto, não é adequado para a produção de filmes estruturados complexos ou multicamadas.

Controle difícil de parâmetros de processo: Os parâmetros de processo para sistema de revestimento por pulverização ultrassônico incluem frequência ultrassônica, potência, amplitude, fase, pressão, temperatura, vazão, distância, ângulo, etc. controle e otimização.Portanto, extensa experimentação e simulação são necessárias.

Em resumo, o sistema de revestimento por pulverização ultrassônica é uma tecnologia para depositar filmes finos com funções ou propriedades específicas na superfície do vidro óptico.Ele utiliza ondas ultrassônicas para atomizar o líquido em gotículas finas e pulverizá-las uniformemente na superfície do vidro óptico.O sistema de revestimento por pulverização ultrassônica oferece vantagens como alta qualidade, baixo custo e respeito ao meio ambiente, tornando-o adequado para a produção de filmes funcionais ou decorativos.